Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước. Nước được dùng cho các công đoạn rữa nguyên liệu, nấu, tẩy trắng, xeo giấy và sản xuất hơi nước. Ở các nhà máy giấy, hầu như tất cảc lượng nước đưa vào sử dụng cuối cùng đều trở thành nước thải và mang theo các tạp chất, hoá chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ. Trong đó dòng thải từ các quá trình nấu bột và tẩy trắng có mức độ ô nhiễm và độc hại nhất. Xử lý nước thải sản xuất bột giấy là công việc hết sức khó khăn và tốn kém, đòi hỏi vốn đầu tư và chi phí vận hành cao. Xử lý nước thải giấy chủ yếu là tách chất rắn lơ lững và các chất hữu cơ hoà tan trong dòng thải bằng xử lý lắng, tạo bông và xử lý sinh học.
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SVTH: YÊN THỊ HOA GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Giấy là một những mặt hàng tiêu dùng thiết yếu phục vụ nhu cầu khác đời sống của người và phục vụ sự phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc gia Trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của người và phục vụ sự phát triể kinh tế xã hội cho nhiều mục đích khác giấy viết, giấy vệ sinh, giấy in sách báo, tranh ảnh,… Trong sản xuất công nghiệp giấy được dùng cho nhiều mục đích như: giấy báo gói sản phẩm, giấy làm hộp đựng sản phẩm,… Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu cuộc sống của người được cải thiện và ngày càng nâng cao kéo theo gia tăng nhiều nhu cầu khác nhau, số đó nhu cầu về sử dụng giấy cũng gia tăng theo Ở Việt Nam, mức tiêu dùng bình quân năn 1989 chỉ ở mức 1kg/người/năm, năm 2000 tăng lên mức 6,5kg/người/năm, năm 2005 là 9,4kg/người/năm và 2009 là 10,5kg/người/năm Dự báo đến năm 2020 đạt mức 33,6 kg/người/năm Tuy nhiên với mức tiêu dùng giấy thì người Việt Nam vẫn thuộc loại thấp so với các nước khu vực và thế giới Ngành công nghiệp giấy là ngành có đặc trưng sử dụng một khối lượng lớn nguyên liệu thô, lượng, nước và các hóa chất khác quá trình sản xuất Đồng thời cũng là ngành có vốn đầu tư lớn mới có hiệu quả vì thời gian hoàn vốn lâu dài Để sản xuất tấn giấy thành phẩm trung bình cần 1,3 – tấn nguyên liệu thô tuyệt đối, – tấn than, 200 – 500 m3 nước, 100 – 300 KW điện, ngoài còn sử dụng các loại hóa chất phèn, nhựa thông, vôi, chất tẩy rửa,… Do ngành giấy cũng tạo một lượng lớn chất thải, nước thải, khí thải và chất thải rắn có nguy gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được xử lý Ngành công nghiệp giấy của nước ta xuất hiện từ rất lâu, khoảng thế kỷ III, sau Công nguyên Tuy nhiên, so với ngành công nghiệp giấy khu vực và thế giới thì ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam thuộc loại thấp kém cả về kỹ thuật, sản lượng và tính cạnh tranh Có rất nhiều nguyên nhân như: trình độ lạc hậu, đầu tư không có chiều sâu, không được quann tâm đứng mức,… Trong các nguồn thải môi trường thì nguồn nước thải mà ngành công nghiệp giấy thải có hàm lượng chất gây ô nhiễm cao, nếu không qua xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Do đó nhiều dây chuyền sản xuất đã phải ngừng hoạt động, gây thiệt hại lớn cho sự phát triển của ngành công nghiệp giấy nói riêng và sự phát triển kinh tế xã hội của nước ta nới chung Xuất phát từ các vấn đề thực tiễn của ngành công nghiệp giấy nước ta nói chung, của Cụm công nghiệp tại KCN Xuyên Á, Đức Hòa, Long An nói riêng và cụ thể là công ty TNHH Bao Bì Giấy Việt Trung, em xin chọn đề tài “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI CƠNG TY TNHH BAO BÌ GIẤY VIỆT TRUNG.” SVTH: N THỊ HOA ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH II Mục tiêu nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu thành phần, tính chất và đặc trưng của nước thải ngành giấy - Tìm hiểu tình hình hoạt động, công nghệ sản xuất của các dòng thải của sở - Từ đó, đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện của sở, đạt tiêu chuẩn đầu theo quy định Nhà nước III Phương pháp nghiên cứu - Thu thập thông tin, tài liệu lien quan về tình hình sản xuất giấy - Thu thập thông tin, tài liệu về ngành giấy SVTH: YÊN THỊ HOA ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Chương Tổng Quan Khu Vực Nghiên Cứu 1.1 Giới thiệu Công Ty Việt Trung Tỉnh Long An có vị trí địa lý khác biệt , nằm ở vùng Đồng song Cửu Long song lại thuộc vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam, được xác định là vùng kinh tế động lức có vai trò đặc biệt quan trọng chiến lước phát triển kinh tế Việt Nam Công Ty TNHH Bao Bì Giấy Việt Trung nằm ở Đường số 7, KCN Xuyên Á, Xã Mỹ Hạnh Bắc, Huyện Đức Hòa, Long An Vị trí KCN cách trung tâm TP.HCM 25km, cách quốc lộ 1A 11km Công ty có diện tích 16.000m2, công ty có các dây truyền máy hiện đại và các trang bị đạt yêu câu sản xuất với số lượng lớn mỗi ngày SVTH: YÊN THỊ HOA ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Chủ yếu công ty sản xuất bao bì, và các loại giấy lớp, lớp, phục vụ cho cả nhu cầu nợi địa và x́t khẩu 1.2 Quy trình sản xuất giấy Hình 1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giấy từ nguyên liệu tre nứa - Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu hòa tan, đất đá, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây… - Dòng thải từ công đoạn tẩy của nhà máy sản xuất bột giấy phương pháp hóa học và bán hóa chứa các chất hữu cơ, lignin hòa tan và hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy ở dạng độc hại, có khả tích tụ sinh học thể sống các hơp chất clo hữu Dòng thải có độ màu, giá trị BOD5 và COD cao - Dòng thải của quá trình nấu và rửa sau nấu chứa phần lớn các chất hữu hòa tan, các chất nấu và một phần xơ sợi Dòng thải có màu tối nên thường được gọi là dịch đen Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25 đến 35%, tỷ lệ giữa chất hữu và vô 70:30 Thành phần hữu dịch đen chủ yếu là lignin hòa tan vào dịch kiềm (30-35% khối lượng chất khô), ngoài là những sản phẩm phân hủy hydratcacbon axit hữu Thành phần vô bao gồm những hóa chất nấu, một phần nhỏ là NaOH, Na2S tự do, Na2SO4, Na2CO3 - Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia nhựa thng, phẩm màu, cao lanh - Dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dòng chảy tràn có hàm lượng các chất lơ lửng và các chất rơi vãi - Quá trình xeo giấy – sản xuất các loại giấy từ bột giấy (nước thải từ quá trình này công nghệ xử lý khá đơn giản) -Nước thải sinh hoạt của công nhân SVTH: YÊN THỊ HOA ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Chất thải của quá trình xeo giấy chính là lượng còn dư của các hóa chất đưa vào nhằm phối trộn hoặc kết dính để tạo sản phẩm Ngoài còn có các chất tẩy trắng, chất oxy hóa cũng cần phải quan tâm xử lý nước thải giấy 1.3 Đặc tính nước thải Nước thải của công ty chủ yếu từ phân xưởng xeo và một phần nước thải sinh hoạt Nước thải từ phân xưởng xeo được tuần hoàn lại để sản cuất, nước thải còn lại cho qua hệ thống xử lý trước thải nguồn tiếp nhận hoặc tuần hoàn sử dụng lại Mức độ ô nhiễm nước thải ở rất cao 1.4 Phạm vi áp dụng Áp dụng xử lý ngành giấy Không áp dụng cho nước thải ngành khác SVTH: YÊN THỊ HOA ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Chương Tổng Quan Và Các Phương Pháp Xử Lý – Lựa Chọn Dây Chuyền Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Ngành Giấy 2.1 Các phương pháp xử lý Việc xử lý nước thải ngành giấy nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm nước thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận Việc lựa chọn phương pháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào các yếu tố : Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước Lưu lượng nước thải Các điều kiện của nhà máy Hiệu quả xử lý Đối với nước thải ngành giấy, có thể áp dụng các phương pháp sau Phương pháp học Phương pháp hóa lý Phương pháp sinh học Trong các phương pháp ta chọn xử lý sinh học là phương pháp chính Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau các công trình xử lý học, hóa lý Xử lý học Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân khỏi hỗn hợp nước thải cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo Ngoài có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc Hàm lượng cặn lơ lửng nước thải ngành giấy khá lớn (khoảng vài ngàn mg/L) và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau Sau tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất rắn được đem chôn lấp Nước thải giấy còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách các phương pháp học thông thường vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ SVTH: YÊN THỊ HOA ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Nguyên tắc của phương pháp này là : cho vào nước thải các hạt keo mang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có nước thải (các hạt có nguồn gốc silic và chất hữu có nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhôm hidroxid và sắt hidroxi được đưa vào mang điện tích dương) Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các cặn có kích thước lớn và dễ lắng Phương pháp này loại bỏ được hầu hết các chất bẩn có nước thải Tuy nhiên chi phí xử lý cao Áp dụng phương pháp này để xử lý nước thải ngành giấy là không hiệu quả về mặt kinh tế Ngoài ra, tuyển cũng là một phương pháp để tách các hạt có khả lắng kém có thể kết dính vào các bọt khí lên Tuy nhiên chi phí đầu tư, vận hành cho phương pháp này cao, cũng không hiệu quả về mặt kinh tế đối với các nhà máy sản xuất giấy a) Phương pháp xử lý sinh học Phương pháp này dựa sự hoạt động của các vi sinh vật có khả phân hủy các chất hữu Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo lượng Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác Và tùy theo khả về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý Những công trình xử lý sinh học được phân thành hai nhóm: - Nhóm những công trình đó quá trình xử lý thực hiện điều kiện tự nhiên: Cánh đồng tới, bãi lọc, hồ sinh học,…thường quá trình xử lý diễn chậm - Nhóm những công trình đó quá trình xử lý thực hiện điều kiện nhân tạo: bể lọc sinh học, bể làm thoáng sinh học,…do các điều kiện tạo nên nhân tạo mà quá trình xử lý diễn nhanh hơn, cường độ mạnh - Quá trình xử lí sinh học học có thể đạt tới hiệu suất khử trùng 99.9% - Thông thường giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý học - Trong quá trình xử lý nước thải bất cứ phương pháp nào cũng tạo nên một lượng cặn bã đáng kể Nói chung các loại cặn giữ lại ở các công trình xử lý nước thải đều có mùi hôi thối rất khó chịu Do vậy, nhất thiết phải xử lý cặn bã Để gảm lượng chất hữu cặn bã và để dạt các chỉ tiêu vệ sinh thường sử dụng phương pháp xử lý sinh học kị khí các hố bùn b) Phương pháp xử lý hóa lý - Chưng cất: là quá trình chưng cất nước thải để các chất hòa tan đó cùng bay lên theo nước Khi ngưng tụ, nước và chất bẩn dễ bay sẽ hình thành các lớp riêng biệt và đó dễ dàng tách các chất bẩn SVTH: YÊN THỊ HOA ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI c) - - d) GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Tuyển nổi: Là phương pháp dùng để loại bỏ các tạp chất khỏi nước cách tạo cho chúng khả dễ lên mặt nước bám theo các bọt Keo tụ đông tụ Mục đích nhằm loại bỏ các chất hữu cơ, chất vô dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách các phương pháp học thông thường vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh ( 2001 ) tại trại chăn nuôi heo 2/9: Phương pháp keo tụ có thể tách đc 80-90% hàm lượng chất lơ lửng có nước thải chăn nuôi heo Phương pháp xử lý học Phương pháp xử lý học dùng để tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng váng khỏi nước thải - - - Song chắn rắc, lưới lọc dùng để giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở dạng sợi giấy, rau, cỏ, rác,…gọi chung là rác Bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng, tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo Hàm lượng cặn lơ lửng nước thải chăn nuôi khá lớn và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau Sau tách, nước thải được đưa sáng các công trình phía sau, phần chất rắn được đem ủ để làm phân bón Bể vớt dầu mỡ: thường áp dụng nước thải chứa dầu mỡ Tuy nhiên nếu hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thường được thực hiện ở bể lắng nhờ thiết bị gạt Nước thải đầu phải đạt theo QCVN 12:2008/BTNMT 2.2 Yêu cầu chất lượng nước thải đầu QCVN 12:2008/BTNMT STT Chỉ tiêu SVTH: YÊN THỊ HOA Đơn vị Giá trị Cơ sở chỉ sản xuất giấy Cơ sở có sản x́t bợt giấy (B1) (B2) ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI - GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH COD mg/l 5000 BOD5 mg/l TSS 200 300 3000 50 100 mg/l 3000 100 100 Nito mg/l - - Photpho mg/l - - Nhà máy cần phải xử lý COD, TSS, BOD vì vượt quy chuẩn cho phép BOD vượt 60 lần, COD vượt 25 lần, TSS vượt 30 lần so với QCVN 12:2008 (loại B2) (Nguồn: Công Ty Môi Trường Xuyên Việt) 2.3 Lựa chọn dây chuyền công nghệ Sản phẩm chính của sở sản xuất giấy Việt Trung là loại giấy không tẩy trắng: giấy carton từ nguyên liệu là các loại giấy tận dụng bìa thải được thu mua từ nhiều nơi Công nghệ sử sụng để tái chế giấy tại là công nghệ kiềm lạnh Đây là loại hình công nghệ đơn giản, dễ thực hiện thường áp dụng ở quy mô nhỏ và với sản phẩm không yêu cầu có chất lượng cao, phù hợp với trình độ kỹ thuật của người dân ở nông thôn Sơ đồ dây chuyền công nghệ SVTH: YÊN THỊ HOA 10 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI θc = GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH V×X QW × X r + Qc × X c Suy ra: Qw = =m3/ngày Trong đó: V : thể tích bể aeroten, V = 6933 m3 Xc : nồng độ chất rắn bay ở đầu của hệ thống Xc = 0,7 × SS = 0,7 × 100 = 70 mg/l Xr : nồng độ chất rắn bay có bùn hoạt tính tuần hoàn Xr = 0,7 × 10000= 7000 mg/l Tính lượng bùn tuần hồn: MLSS = MLVSS 4000 = = 5714,3 0, 0, Hàm lượng bùn hoạt tính bể aeroten: Bể Aerotank Qtbngày X, S mgSS/l Bể lắng đợt +Qr (Q- Qw), S, Xe X, S Qr, Xr, S Qw, Xr, S Qtbngày : lưu lượng nước thải trung bình theo ngày vào bể, m3/ngày Qr: lưu lượng dòng bùn tuần hoàn, m3/ngày Qw : lưu lượng dòng bùn thải bỏ, m3/ngày Xo : Nồng độ vi sinh vật(chất rắn lơ lửng bay hay MLVSS) vào bể aerotank, mg/l Xr : nồng độ vi sinh vật có bùn bị thải bỏ, mg/l Xe : nồng độ vi sinh vật dòng từ bể lắng đợt 2, mg/l X : nồng độ vi sinh vật (các chất rắn lơ lửng dễ bay hỗn hợp chất lỏng, hay MLVSS) bể aerotank, mg/l S : BOD5 hòa tan bể aerotank và dòng ra, mg/l Dựa vào sự cân sinh khối qua bể aeroten, xác định tỉ lệ bùn tuần hoàn dựa phương trình cân sinh khối: X.( Q + Qr) = Xr.Qr + Xr.Qw Qr = = = 12370,9 m3/ngày = Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD tỉ số F/M SVTH: YÊN THỊ HOA 30 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Kiểm tra tải trọng thể tích L BOD: LBOD = = = 1,12 kgBOD5/m3.ngày Giá trị này nằm khoảng cho phép (LBOD = 0,8 ÷ 1,9) Kiểm tra tỉ số F M : = = = 0,24 ngày -1 F M Trị số này nằm khoảng cho phép ( = 0,2 ÷ 0,6) Trong đ LBOD : tải trọng thể tích, kgBOD/m3×ngày So : nồng độ BOD5 vào, mg/l V : thể tích bể aeroten, m3 : thời gian lưu nước bể, giờ Tính tốn lượng khí cần thiết cho q trình bùn hoạt tính: Lượng oxi cần thiết để khử BOD5 về 99% xác định theo công thức: kg O2/ngày Trong đó: f: tỷ lệ BOD5/COD = 0,68 Lượng oxi thực tế: Trong đó: Cs: lượng oxy bão hòa nước 9,08 mg/l (khoảng 30oC) CL: lượng oxy hòa tan cần trì bể C L=2 mg/l (C=1,5-2mg/l-Tính toán thiết kế các công trình xử lý – Trịnh Xuân Lai Chọn hệ thống phân phối bọt khí lớn kiểu bơm airlifit với hệ số α = 0,8 Công suất hòa tan oxy: OU = gO 2/m3 khí cho 1m sâu Chọn theo Giáo trình tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai Điều kiện thí nghiệm Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình Nước sạch T=200C Nước sạch T=200C 12 10 8,5 Chọn chiều sâu mực nước bể aerotank h là 4m chọn chiều sâu ngập thiết bị là 3,8m Lượng không khí cần thiết xác định theo công thức sau đó h là độ ngập của lỗ phun: m3/ngày Với f là hệ số an toàn, f=1,5 – (Giáo trình tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) Chọn f=1,5 SVTH: YÊN THỊ HOA 31 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Trong bể đặt máy bớm airlift lưu lượng khí mỗi máy bơm với n là số đơn nguyên, N là số máy bơm: =0,73m3/s Hệ thống sục khí Vận tớc cấp khí ống 10 – 15 m/s, chọn v=10m/s (Theo giáo trình tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – T.S Trịnh Xuân Lai) Đường kính ống chính tại bơm thổi khí Chọn D =130mm Đường kính ống nhánh dẫn khí: Chọn D =150mm Số đĩa phân phối khí Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170mm, diện tích bề mặt F=0,02 (m 2), cường độ khí 200lít/đĩa.phút =3,3 (l/s) Chọn n=220 đĩa, mỗi bể là 22 đĩa, chia làm hàng khoảng cách giữa hai hàng là 1m, mỗi hàng đĩa phân bố cách sàn bể 0,2 m, vận tốc khí ống nhánh v=10m/s Đường kính ống dẫn bùn: Trong đó: Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn V: vận tốc bùn chảy ống, v=1 – 2m/s chọn v=1,5m/s Chọn đường kính ống 120mm Kích thước thiết kế sơ bể aerotank STT Tên thơng số Kí hiệu Kích thước Đơn vị Chiều cao xây dựng H 4,5 m Chiều rộng một nguyên đơn B 10 m Chiều dài một nguyên đơn L 18 m Số nguyên đơn Bảng 5: Kích thước thiết kế sơ bể aerotank SVTH: YÊN THỊ HOA 32 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH 3.9 Bể lắng đợt Bùn hoạt tính cùng nước thải từ bể Aerotank chảy vào bể lắng đứng đợt Nhiệm vụ của bể này là lắng và tách bùn hoạt tính, phần nước chảy tiếp sang hồ hoàn thiện, một phần tuần hoàn lại bể Aerotank và một phần được đưa sang bể thu bùn và nén bùn Đường kính ống trung tâm xác định theo lưu lượng tổng cộng (lưu lượng bùn tuần hoàn và lưu lượng nước thải) Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho loại bùn hoạt tính là 20 m 3/m2.ngày và tải trọng chất rắn là kg/m2.h ( Bảng 9-12, tr 434, Tính tốn thiết kế cơng trình XLNT, TS Trịnh Xn Lai ) Kích thước bể lắng: Diện tích bề mặt bể lắng ứng vơi lưu lượng trung bình: AL = = = 490 m2 Trong đó: Qtb: lưu lượng trung bình ngày, m3/ngày LA: tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính, m3/m2.ngày Chọn tải chất rắn LS = kg/m2.h Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn (bùn) là: As = = = 1055,75m2 Trong đó: Qtbh : lưu lượng nước thải vào theo giờ, Qtbh = m3/h Qr : lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr = m3/h LS : tải trọng chất rắn, LS = kgSS/m2xgiờ 4000 1000 × 0, MLSS: lượng chất rắn lơ lững, MLSS = kg/m3 Do AS > AL nên diện tích bề mặt theo tải trọng chất rắn là diện tích tính toán Với As=1055,75 m2, chia là 10 bể mỗi bể có diện tích là 105,575 m2 4× AS π Đường kính mỡi bể lắng: D = = = 11,6 m Đường kính ống phân phối trung tâm: d = 20% D = 0,211,6 = 2,32 m Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng hL = 3m Chọn chiều cao lớp bùn lắng hb = 1,5 m Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m Độ dốc đáy bể 8% Chiều cao tổng cộng của bể:H = hL + hb + hbv = + 1,5 + 0,3 = 4,8 m SVTH: YÊN THỊ HOA 33 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Chiều cao ống phân phối trung tâm: h = 60 % hL= 0,6 × 3= 1,8 m Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng: VL = Thể tích phần lắng: π × ( D − d ) × hL = × ( 11,62 – 2,322)×3 = 304,21 m3 VL Q + Qr h tb Thời gian lưu nước: t = = = 0,331 giờ Thể tích phần chứa bùn: Vb = AS x hb = 105,575 x 1,5 = 158,36 m3,, Thời gian lưu giữ bùn bể: tb = = = 0,3 giờ Với Qw: Lượng bùn dư thải mỗi ngày, Qw = m3/ h Qr : lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr = m3/ h Tính tốn máng tràn: Máng thu nước được đặt ở vòng tròn có đường kính 0,8 đường kính bể Trên máng thu nước được lắp thêm mắng cưa dùng để thu nước Đường kính máng thu nước:Dmáng = 0,8×Dbể = 0,8×11,6 = 9,28 m Chiều dài máng thu nước: L = π×Dmáng = π ×9,28= 29,14 m Tải trọng thu nước mét chiều dài máng: Ls = = = 760,8 m3/m.ngày Thông số Đơn vị Kích thước bể lắng: - Đường kính M - Chiều cao m Kích thước ống phân phối trung tâm: - Đường kính M - Chiều cao m Thời gian lưu nước H Thời gian giữ bùn bể H Số đơn ngun cái Bảng 6: Các thơng số tính tốn bể lắng đợt 3.10 Bể khử trùng Chọn thời gian tiếp xúc của bể khử trùng t = 30 phút = 0,5 h Thể tích bể khử trùng: V = Qt = 408,330,5 = 204,165m3 Chọn chiều cao hữu ích của bể: Hhi =2 m SVTH: YÊN THỊ HOA 34 Giá trị 11,6 4,8 2,32 1,8 0,825 0,5 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Chiều cao bảo vệ: hbv= 0,5 m Diện tích bể: F = = = 102,08 m2 Chọn LB = 10 m Liều lượng clo dùng là: C = g/m3 Lượng clo tiêu thụ ngày: M = QC = 98005 = 49000 g/ngày = 49 kg/ngày Thông số Đơn vị Giá trị Chiều cao m 2,5 Chiều rộng m 12 Chiều dài m 10 Bảng 7: Thông số thiết kế bể khử trùng 3.11 Bể chứa bùn Bể chứa bùn gồm ngăn : ngăn chứa bùn dư và ngăn chứa bùn tuần hoàn Kích thước ngăn chứa bùn dư: Lưu lượng bùn vào bể chứa bùn là lượng bùn tươi từ bể lắng 1,2: Qdư = Qtươi + Qw Qdư = 36,02 + 298,17 = 334,2 m3/ngày Trong đó: Qtươi: 36,02 m3/ngày là lượng bùn tươi từ bể lắng đợt Qw : 298,17 m3/ngày là lượng bùn tươi từ bể lắng đợt Thể tích ngăn chứa bùn dư: V = Qdư x t =334,2× = 334,2 m3 Với t là thời gian lưu bùn, chọn t = 24 giờ Ngoài lượng bùn dư từ bể lắng đợt và 2, thì ngăn chứa bùn phải đủ lớn để chứa lượng bùn dư xả từ bể UASB sau định kì tháng Với lượng bùn dư sinh mỗi ngày ở bể UASB là: W b = m3/ngày, suy thể tích bùn dư sau tháng là: Vb = m3/ngày x 60 ngày = 540 m3 Thể tích tổng cộng của ngăn: Vtc = 334,2 + 540= 874,2 m3 Chiều cao tổng cộng của ngăn chứa bùn: Htc = H + hbv = + 0,5 = 2,5 m Trong đó: H : Chiều cao ngăn chứa bùn Chọn H = 4m hbv : Chiều cao bảo vệ của bể Chọn hbv = 0,5 m Diện tích bề mặt bể: F = = = 109,275m2 Chọn tiết diện đáy là hình chữ nhật Vậy kích thước ngăn là H x B x L= m x 11m x 10m Thể tích ngăn chứa bùn tuần hồn: V = Qr × t = 12370,9× = 85,9 m3 Với: t là thời gian lưu bùn, chọn t = 24 giờ Qr: lượng bùn tuần hoàn, Qr = 12370,9 m3/ngày Chiều cao tổng cộng của ngăn chứa bùn tuần hoàn: Htc = H + hbv = 2+ 0,5 = 2,5 m SVTH: YÊN THỊ HOA 35 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Trong đó: H - Chiều cao ngăn chứa bùn Chọn H = 2m hbv - Chiều cao bảo vệ của bể Chọn hbv = 0,5 m Diện tích bề mặt bể: F = = 42,95 m2 Chọn tiết diện đáy là hình chữ nhật Vậy kích thước ngăn là H x B x L= 5,5 m ×4m ×7,8m 3.12 Bể nén bùn Lượng bùn tươi từ bể lắng là 36,02 m3/ngày Lượng bùn dư từ bể lắng là 298,17m3/ngày Lượng bùn từ bể UASB là m3/ngày Vậy lưu lượng bùn cần xử lý một ngày: Qb = 343,19m3/ngày Diện tích bề mặt của bể nén bùn được tính theo công thức sau: F = = = 47,66 m2 Trong đó: q0: tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng của bể nén bùn, m3/m2×giờ Chọn q0 = 0,3 m3/m2×giờ ứng với nồng độ của bùn hoạt tính khoảng 5000 ÷ 8000 mg/l Đường kính của bể nén bùn ly tâm: D = = = 7,8 m Trong đó: F: diện tích của bể nén bùn Chiều cao công tác của vùng nén bùn: H = q × t = 0,3 × 10 = m Trong đó: t: thời gian nén bùn, chọn t = 10 h [Bảng 3.12, tr154] Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn ly tâm: H TC = H + h1 + h2 + h3 = + 0,4 + 0,3 + = 4,7 m Trong đó: h1: khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h1= 0,4 m h2: chiều cao lớp bùn và lắp đặt thiết bị gạt bùn ở đáy, h2 = 0,3 m h3: chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn, h3 = m [13, tr 155] Tốc độ quay của hệ thống gạt là 0,75 ÷ giờ-1 Đợ nghiêng ở đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn dùng hệ thống gạt, i = 0,01 Bùn đã nén được xả định kỳ dưới áp lực tĩnh 0,5 ÷ 1,0 m Nước sau tách bùn tự chảy trở lại hầm bơm để tiếp tục xử lý một lần nữa SVTH: YÊN THỊ HOA 36 ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Thơng số GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Đơn vị Diện tích bề mặt nén bùn Kích thước bể: - Đường kính - Chiều cao m2 Tốc độ quay của hệ thống gạt giờ-1 Giá trị 109,27 m m 7,8 4,7 0,75 ÷ Độ nghiêng đáy bể 0,01 3.13 Máy ép bùn(Lọc ép Bảng 8: Các thông số bể nén bùn dây đai) Lưu lượng cặn đến lọc ép dây đai: qb = Qb = = 2,28 m3/h Trong đó:P1 là độ ẩm của bùn trước nén P1 = 99,2% P2 là độ ẩm của bùn nén ở bể lắng P2 = 95% Qb là lưu lượng bùn cần xử lý một ngày Qb = 343,19 m3/ngày Giả sử hàm lượng bùn sau nén C = 50 kg/m3 [1, tr 510] Vậy lượng cặn đưa đến máy: Q = C qb = 50 2,28 = 114 (kg/h) = 2736 (kg/ngày) Suy lượng cặn đưa đến máy tuần là 2736.7=19152 kg Với chế độ làm việc mỗi tuần máy ép làm việc ngày với giờ/ngày Vậy lượng cặn đưa đến máy giờ: G = = 11970(kg/h) Tải trọng cặn m rộng của băng tải dao động khoảng 90 ÷ 680 (kg/m chiều rợng băng.giờ) Chọn băng tải có suất 200 kg/m.h Chiều rộng băng tải: b = = = 59,85 (m) Vậy chọn máy có chiều rộng băng 59,85 m và suất 200 kg/m rợng.h 3.14 Bố trí cao trình cơng nghệ Nhận xét chung về hiện trạng cao trình Khu đất được chọn làm vị trí đặt trạm xử lý: hiện cốt mặt đất tự nhiên của khu vực này là 2m Để nước thải tự chảy qua các công trình, mực nước ở công trình đầu trạm xử lý phải cao mực nước lớn nhất sông cộng với tổng tổn thất cột nước qua các công SVTH: YÊN THỊ HOA 37 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH trình của trạm xử lý và phải đảm bảo cột nước dự trữ tại vị trí cửa xả sông là 2.5m, để nước thải chảy tự từ miệng cống xả sông Ta có thể minh hoạ công thức sau: zd = ∑ hi + 2,5 + zmax song (m) Trong đó: zd: cao trình mực nước ở công trình đầu tiên có dòng tự chảy (mương đặt song chắn rác) ∑h i : tổng tổn thất cột nước qua các công trình đơn vị 2,5m: là cột nước dư cần thiết tại vị trí cửa xả để nước có thể chảy tự kênh zmaxsong: cao trình mực nước max của sông, zmaxsong= 2m Việc xác định chính xác tổn thất cột nuớc qua mỗi công trình và ống dẫn là cần thiết để đảm bảo cho trạm xử lý làm việc bình thường Chọn một cách tương đối các tổn thất theo kinh nghiệm (theo Giáo trình Xử lí nước thải, PGS-TS Hoàng Huệ, tr 192): - Tổn thất qua mương dẫn:( lấy từ – 50 cm ),chọn 30cm - Tổn thất qua song chắn rác: đã được xác định theo thiết kế song chắn rác, h SCR =5cm (trong khoảng 5-20 cm) - Tổn thất qua hố thu: 20 cm - Tổn thất qua bể điều hòa:( 10 - 20 cm), chọn 20cm - Tổn thất qua bể lắng 1(20-60 cm),chọn 40cm - Tổn thất qua bể UASB: 50 cm - Tổn thất qua bể Aerotan:( 25 - 40cm)chọn 30 cm - Tổn thất qua bể lắng 2: 50 cm - Tổn thất qua bể khử trùng:( từ 40-60cm), chọn 30cm Căn cứ vào các tổn thất áp lực qua các công trình đơn vị ta tính cao trình mực nước cho các công trình sau: Tính tốn cao trình cơng trình đơn vị theo mặt cắt nước : - Mực nước ống xả sông : Zra = 2,5 + Zmax sông = 2,5 + = 4,5 m - Mương dẫn nước : Mực nước cao nhất mương dẫn: Zm = Zra+ hm = 4,5 + 0,3 = 4,8 m Với hm: tổn thất cột nước qua mương dẫn, 0,3m Cao trình mặt của mương dẫn Zmm = Zm+0,3 = 4,8 + 0,3= 5,1m Cao trình đáy mương SVTH: YÊN THỊ HOA 38 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Zmđáy = 4,8 - 0,51 =4,29 m Trong đó: 0,51m: Chiều cao công tác của mương dẫn 0,3m: Chiều cao bảo vệ của mương - Bể khử trùng: Cao trình mực nước bể khử trùng: Zktmn = Zm + hkt = 4,8 + 0,3 = 5,1(m) Với hkt: tổn thất cột nước qua bể khử trùng, 0,3 m Cao trình mặt bể khử trùng: Zktm = 5,1+ 0,5= 5,6(m) Cao trình đáy bể khử trùng: Zktđ = 5,1 – 2,5 = 2,6 (m) Trong đó:2,5 m: Chiều cao công tác của bể khử trùng 0,5m: Chiều cao bảo vệ bể khử trùng - Bể lắng 2: Cao trình mực nước bể lắng 2: ZL2mn = Zktmn + hL2 = 5,1 + 0,5 = 5,6(m) Với hL2: tổn thất cột nước qua bể lắng là 0,5 m Cao trình mặt bể lắng 2: ZL2m = 5,6+ 0,3= 5,9(m) Cao trình đáy bể lắng 2: ZL2đ = 5,6 – 4,8 = 0,8 (m) Trong đó: 4,8m: Chiều cao công tác của bể lắng 0,3m: Chiều cao bảo vệ bể lắng - Bể Aerotank: Cao trình mực nước bể Aerotank: ZAerotankmn = ZL2mn + hAerotank = 5,6 + 0,3 = 5,9(m) Với hAerotank: tổn thất cột nước qua bể Aerotank, 0,3 m Cao trình mặt bể Aerotank: ZAerotankm = 5,9+ 0,5= 6,4(m) Cao trình đáy bể Aerotank: ZAerotankđ = 5,9 – 4,5 = 1,4 (m) Trong đó: 4,5m: Chiều cao công tác của bể Aerotank 0,5m: Chiều cao bảo vệ bể Aerotank - Bể UASB: Cao trình mực nước bể UASB: ZUASBmn = ZAerotankmn + hUASB = 5,9+ 0,5 = 6,4(m) Với hUASB: tổn thất cột nước qua bể UASB, 0,5 m Cao trình mặt bể UASB: SVTH: YÊN THỊ HOA 39 GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ZUASBm = 6,4+ 0,3= 6,7(m) Cao trình đáy bể UASB: ZUASBđ = 6,4 – 5,3= 1,1(m) Trong đó: 5,3m: Chiều cao công tác của bể UASB 0,3m: Chiều cao bảo vệ bể UASB - Bể lắng 1: Cao trình mực nước bể lắng 1: ZL1mn = ZUASBmn + hL1 = 6,4 + 0,4 = 6,8(m) Với hL1: tổn thất cột nước qua bể lắng 1, 0,4 m Cao trình mặt bể lắng 1: ZL1m = 6,8+ 0,3= 7,1(m) Cao trình đáy bể lắng 1: ZL1đ = 6,8 – 4,2 = 2,6 (m) Trong đó: 4,2m: Chiều cao công tác của bể lắng1 0,3m: Chiều cao bảo vệ bể lắng - Bể điều hòa: Cao trình mực nước bể điều hòa: Zđhmn = ZL1mn + hđh = 6,8+ 0,2 = 7(m) Với hđh: tổn thất cột nước qua bể điều hòa, 0,2 m Cao trình mặt bể điều hòa: Zđhm = 7+ 0,5= 7,5(m) Cao trình đáy bể điều hòa: Zđhđ = – 5,5 = 1,5 (m) Trong đó: 5,5m: Chiều cao công tác của bể điều hòa 0,5m: Chiều cao bảo vệ bể điều hòa - Bể hố thu: Cao trình mực nước hố thu: Zhtmn = Zđhmn + hht =7+ 0,2 = 7,2(m) Với hht: tổn thất cột nước qua hố thu, 0,2 m Cao trình mặt hố thu: Zhtm = 7,2+ 0,5= 7,7(m) Cao trình đáy hố thu: Zhtđ = 7,2 – 2,8 = 4,4 (m) Trong đó: 2,8m: Chiều cao công tác của hố thu 0,5m: Chiều cao bảo vệ hố thu - Song chắn rác: Cao trình mực nước sau song chắn rác: ZsSCRmn = Zhtmn + hSCR = 7,2+ 0,05 = 7,25(m) SVTH: YÊN THỊ HOA 40 GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Với hSCR: tổn thất cột nước qua hố thu, 0,05 m Cao trình mực nước trước song chắn rác: ZtSCRmn = ZsSCRmn + hSCR = 7,25+ 0,05 = 7,3(m) Cao trình đáy mương đặt song chắn rác: ZSCRđ = 7,3 – 0,81 = 6,49 (m) Trong đó: 1,3m: Chiều cao mương đặt song chắn rác - Mương dẫn nước vào: Cao trình mực nước mương: Zmvmn = ZtSCRmn + hmv = 7,3+ 0,3 = 7,6(m) Với hmv: tổn thất cột nước qua hố thu, 0,2 m Cao trình mặt mương : Zmvm = 7,6+ 0,3= 7,9(m) Cao trình đáy mương: Zhtđ = 7,6– 0,51 = 7,09 (m) Trong đó: 0,51m: Chiều cao công tác của mương 0,3m: Chiều cao bảo vệ mương STT Công trình Mực nước sông Mương nước Bể khử trùng Chiều cao công trình Tổn thất Chiều dài m dẫn Cao trình mực nước Cao trình mặt Cao trình đáy 0,3 4,8 5,1 4,29 0,3 10 5,1 5,6 2,6 Bể lắng II 5,1 0,5 7,6 5,6 5,9 0,8 Aerotank 0,3 18 5,9 6,4 1,4 Bể UASB 5,6 0,5 20,2 6,4 6,7 1,1 Bể lắng I 4,5 0,4 10,3 6,8 7,1 2,6 Bể điều hòa 0,2 10 7,5 1,5 SVTH: YÊN THỊ HOA 41 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Hố thu nước 3,3 0,2 4,7 7,2 7,7 4,4 10 Song chắn rác 0,81 0,05 5,42 7,25 7,3 6,49 11 Mương nước vào 0,81 0,3 7,6 7,9 7,09 dẫn Bảng 9: Cao trình cơng trình đơn vị SVTH: YÊN THỊ HOA 42 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI - GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH KẾT LUẬN Đất nước ta ngày càng phát triển và hội nhập với nền kinh tế thế giới vì vậy việc đảm bảo phát triển cần thiết phải đôi với bảo vệ môi trường Với hệ thống xử lý được thiết kế trên, nước thải ngành giấy– Cn Cty TNHH Bao Bì Giấy Việt Trung đặt tại huyện Đức Hòa sau được xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng loại B2 đối với nước thải chăn nuôi – theo QCVN 12:2008-BTNMT, đủ điều kiện thải ngoài môi trường SVTH: YÊN THỊ HOA 43 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Tài Liệu Tham Khảo https://www.longan.gov.vn/Lists/ThongTinGioiThieu/DispForm.aspx?ID=2 SVTH: YÊN THỊ HOA 44 ... thải từ quá trình này công nghệ xử lý khá đơn giản) -Nước thải sinh hoa t của công nhân SVTH: YÊN THỊ HOA ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Chất thải của quá... của người dân ở nông thôn Sơ đồ dây chuyền công nghệ SVTH: YÊN THỊ HOA 10 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Nước thải đầu vào Thuyết đồ công ngành sản từ các của nhà hệ thống nước... m3.ngày Chọn đơn nguyên hình vuông, vậy cạnh mỗi đơn nguyên là: L = = = 20,2m Lấy L=B=20,2m SVTH: YÊN THỊ HOA 22 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH Chiều cao phần